グリーンアンモニアとは？

グリーンアンモニアとは、再生可能エネルギーを用いて生成された水素（=グリーン水素）を原料とするアンモニアのこと。具体的には、太陽光、風力といった再生可能エネルギーによって発電した電力を用いて水を電気分解して水素を製造し、その水素と窒素を合成させ、アンモニアを作り出す。

グリーンアンモニアは製造・燃焼時に二酸化炭素を排出しない。そのため、将来的には、火力発電所やボイラーなどの燃料として使用することで、エネルギー分野の脱炭素に貢献することが期待されている。

従来アンモニア合成のほとんどは、天然ガスを原料に用い、空気中の窒素と水素を鉄系の触媒で反応させるハーバー・ボッシュ法（以下、HB法）を使って行われている。HB法は1913年にドイツで採用されて以来、100年以上アンモニア合成法の主流となってきた。この方法は非常に効率良くアンモニア合成を行うことができるが、化石燃料から水素を取り出すため、その過程でCO2を大量に排出してしまう。

この、化石燃料から水素を生成する際に排出されるCO2をCCU・CCUS（二酸化炭素回収・貯留）技術で回収・貯留し、その水素から作られたアンモニアはブルーアンモニアと呼ばれる。

水素エネルギーの課題とグリーンアンモニアの可能性

水素エネルギーは製造工程においてCO2の排出が少ないエネルギーと言われるが、グリーンアンモニアは水素エネルギーが抱える課題の解決策として期待が高まっている。

課題の一つは製造コストの高さである。平均的な変動性再生可能エネルギープラントで製造されたグリーン水素の価格は、2019年時点で化石燃料の改質から生成されたグレー水素の2〜3倍となっている。また、可燃性で体積の大きい水素を安全に運搬するコストの大きさ、水素専用インフラの不足、水素の製造過程におけるエネルギーロス、電解槽に再エネ電力を用いる必要があるなどのサステナビリティを担保する必要性などの障壁が存在する。

この中でも、グリーンアンモニアは安全性を高められ、製造・運搬コストを抑えられる。

アンモニアはこれまで主に肥料として用いられてきたため、すでにさまざまな産業で生産・運搬・貯蔵などの技術が確立しており、安全性への対策も整備されている。また、サプライチェーンもすでに確立されているため、初期投資を抑えてエネルギーへ転用できると考えられている。

国内の事例

2024年11月、株式会社IHIは、再生可能エネルギー由来のグリーン水素を原料としてCO2フリーのアンモニアを製造する装置を開発した。再エネを利用しやすいエネルギーに変換するPower-to-X技術を用いたグリーンアンモニア製造が、目標としていた効率で達成した。

日揮ホールディングスグループは、旭化成と共同で、変動する再生可能エネルギー由来の水素を原料としたプロセスにおいて、水素供給量を制御し運転最適化を実現する統合制御システムを開発する。この技術は、系統に接続できない余剰な再生可能エネルギーや、離隔地オフグリッドの再生可能エネルギーをアンモニアとしてエネルギー貯蔵し利用する方法への適用が期待されている。

三菱商事株式会社は2024年9月、エクソンモービル社が米国テキサス州・ベイタウンで推進するクリーン水素・アンモニア製造プロジェクトへの参画、ならびにアンモニアの引き取りについて、共同検討を実施する契約を締結した。2029年の製造開始を目指し、年間約90万トンのクリーン水素と、年間約100万トン以上のクリーンアンモニアの製造を計画しており、実現すれば世界最大規模の製造拠点になる。

グリーンアンモニアのこれから

アンモニアは燃焼時に、人体に影響を与え、酸性雨の原因ともなる窒素酸化物を排出する。この窒素酸化物の一部は310倍の効果を示す温室効果ガスであり、削減について技術開発が進められている。また、化石燃料から水素を取り出すHB法と比べ、グリーンアンモニアのコストが3-4倍にもなることも指摘されている。

その中でも日本国内企業の各社はアンモニア推進に力を入れている。次世代エネルギーの一手となりうるのか、アンモニアの今後に注目したい。

【参照サイト】燃料アンモニア導入・拡大に向けた直近の政府の取組について
【参照サイト】アンモニアが“燃料”になる？！（前編）～身近だけど実は知らないアンモニアの利用先
【参照サイト】再生可能エネルギーを使ったグリーンアンモニアの製造試験に成功～グリーン水素を用いてアンモニアを製造するPower-to-X技術の開発を目指す～
【参照サイト】クリーンアンモニア合成：クリーンなエネルギーキャリア

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